CN110469864A - 一种带前置静态混合器的scr分区喷氨优化控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，在喷安栅栏上游前置的前置静态混合器，进行分区混匀和分区喷氨，先一步混匀烟气后，使得烟气的浓度均匀，而后再将还原氨与烟气混合，可以很好地提高其混合程度，而本申请进一步设置有后置静态混合器，进一步提高其混合程度，可以极大程度地减少甚至消除氨逃逸的现象，有利于其后续的还原反应；此外，通过在烟气进口采样以用于初步设定喷氨量、在烟气出口采样分析后调节喷氨量而实现整个分区喷氨过程中的喷氨量的优化，从而提高脱硝效率，并避免氨逃逸，还可以提高机组运行的经济性和平稳性。

Description

一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法
技术领域
本发明属于燃煤电厂烟气脱硝技术领域，具体涉及一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法。
背景技术
在大型机组SCR脱硝系统中，还原剂氨由喷氨装置喷入烟道与烟气混合，喷氨控制主要通过CMES分析系统采用总量控制调节的模式，通过入口的N0x浓度、烟气流量、氨氮摩尔比以及催化剂转换效率等数据计算出总体喷氨量，对进入整个喷氨格栅的氨气流量进行设定，并通过出口的N0x进行反馈调节氨气流量，由于锅炉负荷和燃烧方式的变化，不同工况下喷氨装置上游烟道内烟气流场分布不均匀，烟气中氮氧化物的分布也很不均匀，使得喷氨装置在实际运行中的调节难度相当大。喷氨量控制不当，将直接影响到脱硝的效率，影响NOx排放以及逃逸氨量，并会影响到催化剂的使用寿命和下游换热元件的腐蚀，从而影响整体的脱硝运行成本和锅炉效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，包括以下步骤：
S1:前置混匀，烟道沿横截面设置有用于喷氨的喷氨隔栅，并于所述喷氨隔栅的进气一侧设置有前置的静态混合器，对进入喷氨隔栅的烟气进行前置混匀，所述静态混合器包括若干混合器单元，若干所述混合器单元沿所述静态混合器的截面分布，并将该截面分隔为若干混合区；
S2:初步喷氨，所述烟道沿所述前置静态混合器和所述喷氨隔栅之间设置有若干第一取样装置，每个所述混合区内设置有一个所述第一取样装置，所述第一取样装置包括三根取样支管和烟气过滤装置，位于中间位置的取样支管连接所述烟气过滤装置，并通过接口法兰接出至第一CMES分析系统，位于两侧的取样支管的末端倾斜一定角度后连通中间位置的取样支管，所述第一CMES分析系统连接远程控制端，在获得并分析进口烟气的浓度参数后，所述远程控制端依照该参数控制喷氨栅栏进行初步喷氨；
S5：喷氨优化，所述烟道于烟气出口设置有第二取样装置，所述第二取样装置与所述第一取样装置的结构相同，并连接第二CMES分析系统，所述第二CMES分析系统也连接远程控制端，在获得并分析出口混匀烟气的浓度参数后，所述远程控制端依照该参数优化调节喷氨栅栏的喷氨量。
进一步的，在步骤S2与S5之间还包括步骤S3：二次混匀，所述烟道于所述喷氨栅栏的出气一侧后置有所述静态混合器，以进一步混匀氨和烟气。
进一步的，在所述步骤S3与S5之间还包括步骤S4：还原反应，所述烟道于后置的所述静态混合器的出口设置有用于反应还原的SCR反应器。
进一步的，在步骤S5之后还包括步骤S6：计算实际所需喷氨量，所述远程控制端计算喷氨量与脱销效率，设定喷氨量＝入口NOx总量×实际NH3/NOx摩尔比、脱硝效率＝(进口NOx总量-出口NOx总量)/进口NOx总量，其中，入口NOx总量由第一CMES分析系统得到，出口NOx总量由第二CMES分析系统得到，所述实际NH3/NOx摩尔比参考脱硝效率得到对应值，进而得到实际所需的喷氨量。
进一步的，在步骤S6之后还包括步骤S7：控制优化喷氨量，所述远程控制端依照实际所需的喷氨量通过调节V型调节阀控制所述喷氨栅栏的喷氨量。
进一步的，每个所述混合器单元包括一个第一旋转叶片和一个第二旋转叶片，所述第一旋转叶片的一端绕所述混合区的中心向下旋转一定角度，以形成第一旋转低位端，所述第一旋转叶片的另一端对应所述第一旋转低位端绕所述混合区的中心向上旋转一定角度，以形成第一旋转高位端，所述第二旋转叶片对应所述第一旋转低位端设置有第二旋转高位端，对应所述第一旋转高位端设置有第二旋转低位端，进而绕所述混合区的中心形成一个旋转通道。
进一步的，所述烟道内还设置有支撑主梁和支撑片，所述支撑主梁设置在相邻的所述混合器单元的交界处，并连接所述烟道相对的两个内壁，所述支撑片沿所述混合器单元抵接所述烟道内壁的的一端设置，通过所述支撑主梁和所述支撑片支撑所述混合器单元。
进一步的，所述混合器单元的宽度与所述烟道的宽度适配，使得烟气仅能从所述旋转通道通过。
进一步的，所述喷氨栅栏包括若干喷氨口，所述喷氨口对应所述混合区均匀设置。
进一步的，所述SCR反应器内设置有若干催化剂。
本发明的有益效果是：
本发明在喷安栅栏上游前置的前置静态混合器，进行分区混匀和分区喷氨，先一步混匀烟气后，使得烟气的浓度均匀，而后再将还原氨与烟气混合，可以很好地提高其混合程度，而本申请进一步设置有后置静态混合器，进一步提高其混合程度，可以极大程度地减少甚至消除氨逃逸的现象，有利于其后续的还原反应；此外，通过在烟气进口采样以用于初步设定喷氨量、在烟气出口采样分析后调节喷氨量而实现整个分区喷氨过程中的喷氨量的优化，从而提高脱硝效率，并避免氨逃逸，还可以提高机组运行的经济性和平稳性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1-SCR分区喷氨优化控制方法流程图；
图2-静态混合器结构示意图；
图3-静态混合器安装示意图；
图4-检测装置及静态混合器的分布示意图；
其中，100-烟道，101-第一旋转叶片，102-第二旋转叶片，103-支撑主梁，104-支撑副梁，105-支撑片，201-取样支管，202-烟气过滤装置，203-接口法兰。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
参照图1～4，本实施例公开了一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，包括以下步骤：
S1:前置混匀，烟道100沿横截面设置有用于喷氨的喷氨隔栅，并于喷氨隔栅的进气一侧设置有前置的静态混合器，对进入喷氨隔栅的烟气进行前置混匀，静态混合器包括若干混合器单元，若干混合器单元沿静态混合器的截面分布，并将该截面分隔为若干混合区，进而实现分区喷氨；
S2:初步喷氨，烟道100沿前置静态混合器和喷氨隔栅之间设置有若干第一取样装置，每个所述混合区内设置有一个所述第一取样装置，所述第一取样装置包括三根取样支管201和烟气过滤装置202，位于中间位置的取样支管201连接烟气过滤装置，并通过接口法兰203接出至第一CMES分析系统，位于两侧的取样支管201的末端倾斜一定角度后连通中间位置的取样支管201，第一CMES分析系统连接远程控制端，在获得并分析进口烟气的浓度参数后，远程控制端依照该参数控制喷氨栅栏进行初步喷氨；
S5：喷氨优化，烟道100于烟气出口设置有第二取样装置，第二取样装置与第一取样装置的结构相同，并连接第二CMES分析系统，第二CMES分析系统也连接远程控制端，在获得并分析出口混匀烟气的浓度参数后，所述远程控制端依照该参数优化调节喷氨栅栏的喷氨量，从而实现分区喷氨的优化。
进一步的，为了进一步混匀烟气和还原氨，在步骤S2与S5之间还包括步骤S3：二次混匀，烟道100于喷氨栅栏的出气一侧后置有静态混合器，以进一步混匀氨和烟气。
具体的，在步骤S3与S5之间还包括步骤S4：还原反应，烟道100于后置的静态混合器的出口设置有用于反应还原的SCR反应器。
在这里，进一步公开实际喷氨量也就是优化后的喷氨量的计算方式，也就是说在步骤S5之后还包括步骤S6：计算实际所需喷氨量，远程控制端计算喷氨量与脱销效率，设定喷氨量＝入口NOx总量×实际NH3/NOx摩尔比、脱硝效率＝(进口NOx总量-出口NOx总量)/进口NOx总量，其中，入口NOx总量由第一CMES分析系统得到，出口NOx总量由第二CMES分析系统得到，实际NH3/NOx摩尔比参考脱硝效率得到对应值，进而得到实际所需的喷氨量。
此外，为了确保喷氨量的调节控制响应速度以及调节精度，而选用V型调节阀作为控制阀，故而在步骤S6之后还包括步骤S7：控制优化喷氨量，远程控制端依照实际所需的喷氨量通过调节V型调节阀控制喷氨栅栏的喷氨量。
在这里，本实施例进一步公开静态混合器的结构，每个混合器单元包括一个第一旋转叶片101和一个第二旋转叶片102，第一旋转叶片101的一端绕混合区的中心向下旋转一定角度，以形成第一旋转低位端，第一旋转叶片101的另一端对应第一旋转低位端绕混合区的中心向上旋转一定角度，以形成第一旋转高位端，第二旋转叶片102对应第一旋转低位端设置有第二旋转高位端，对应第一旋转高位端设置有第二旋转低位端，进而绕混合区的中心形成一个旋转通道，使得原本混乱的气流经过旋转通道的螺旋混匀后，形成均匀稳定的混合气流。
具体的，在这里还公开静态混合器的安装结构，烟道100内还设置有支撑主梁103和支撑片105，支撑主梁103设置在相邻的混合器单元的交界处，并连接烟道100相对的两个内壁，支撑片105沿混合器单元抵接烟道100内壁的的一端设置，通过支撑主梁103和支撑片105支撑混合器单元，这样既可以便于安装，还有利于提高安装后的结构稳定性。
为了确保混合效果，混合器单元的宽度与烟道100的宽度适配，使得烟气仅能从旋转通道通过。
进一步的，为了保证分区混匀的混合效果，喷氨栅栏包括若干喷氨口，喷氨口对应混合区均匀设置。
此外，通常SCR反应器内设置有若干催化剂，以使得还原反应快速发生。
上述实施例只是本发明的优选方案，本发明还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。

Claims (10)

1.一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:前置混匀，烟道(100)沿横截面设置有用于喷氨的喷氨隔栅，并于所述喷氨隔栅的进气一侧设置有前置的静态混合器，对进入喷氨隔栅的烟气进行前置混匀，所述静态混合器包括若干混合器单元，若干所述混合器单元沿所述静态混合器的截面分布，并将该截面分隔为若干混合区；
S2:初步喷氨，所述烟道(100)沿所述前置静态混合器和所述喷氨隔栅之间设置有若干第一取样装置，每个所述混合区内设置有一个所述第一取样装置，所述第一取样装置包括三根取样支管(201)和烟气过滤装置(202)，位于中间位置的取样支管(201)连接所述烟气过滤装置(202)，并通过接口法兰(203)接出至第一CMES分析系统，位于两侧的取样支管(201)的末端倾斜一定角度后连通中间位置的取样支管(201)，所述第一CMES分析系统连接远程控制端，在获得并分析进口烟气的浓度参数后，所述远程控制端依照该参数控制喷氨栅栏进行初步喷氨；
S5：喷氨优化，所述烟道(100)于烟气出口设置有第二取样装置，所述第二取样装置与所述第一取样装置的结构相同，并连接第二CMES分析系统，所述第二CMES分析系统也连接远程控制端，在获得并分析出口混匀烟气的浓度参数后，所述远程控制端依照该参数优化调节喷氨栅栏的喷氨量。
2.根据权利要求1所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，在步骤S2与S5之间还包括步骤S3：二次混匀，所述烟道(100)于所述喷氨栅栏的出气一侧后置有所述静态混合器，以进一步混匀氨和烟气。
3.根据权利要求2所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，在所述步骤S3与S5之间还包括步骤S4：还原反应，所述烟道(100)于后置的所述静态混合器的出口设置有用于反应还原的SCR反应器。
4.根据权利要求3所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，在步骤S5之后还包括步骤S6：计算实际所需喷氨量，所述远程控制端计算喷氨量与脱销效率，设定喷氨量＝入口NOx总量×实际NH3/NOx摩尔比、脱硝效率＝(进口NOx总量-出口NOx总量)/进口NOx总量，其中，入口NOx总量由第一CMES分析系统得到，出口NOx总量由第二CMES分析系统得到，所述实际NH3/NOx摩尔比参考脱硝效率得到对应值，进而得到实际所需的喷氨量。
5.根据权利要求4所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，在步骤S6之后还包括步骤S7：控制优化喷氨量，所述远程控制端依照实际所需的喷氨量通过调节V型调节阀控制所述喷氨栅栏的喷氨量。
6.根据权利要求1所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，每个所述混合器单元包括一个第一旋转叶片(101)和一个第二旋转叶片(102)，所述第一旋转叶片(101)的一端绕所述混合区的中心向下旋转一定角度，以形成第一旋转低位端，所述第一旋转叶片(101)的另一端对应所述第一旋转低位端绕所述混合区的中心向上旋转一定角度，以形成第一旋转高位端，所述第二旋转叶片(102)对应所述第一旋转低位端设置有第二旋转高位端，对应所述第一旋转高位端设置有第二旋转低位端，进而绕所述混合区的中心形成一个旋转通道。
7.根据权利要求6所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，所述烟道(100)内还设置有支撑主梁(103)和支撑片(105)，所述支撑主梁(103)设置在相邻的所述混合器单元的交界处，并连接所述烟道(100)相对的两个内壁，所述支撑片(105)沿所述混合器单元抵接所述烟道(100)内壁的的一端设置，通过所述支撑主梁(103)和所述支撑片(105)支撑所述混合器单元。
8.根据权利要求6所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，所述混合器单元的宽度与所述烟道(100)的宽度适配，使得烟气仅能从所述旋转通道通过。
9.根据权利要求1、2或5所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，所述喷氨栅栏包括若干喷氨口，所述喷氨口对应所述混合区均匀设置。
10.根据权利要求3所述的一种带前置静态混合器的SCR分区喷氨优化控制方法，其特征在于，所述SCR反应器内设置有若干催化剂。
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